變電站避雷器泄漏電流異常

陶偉 錢心怡

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，金屬氧化物避雷器逐步取代傳統(tǒng)的碳化硅避雷器，成為用戶的首選，但避雷器會(huì)存在泄漏電流異常問題，使得其成為業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。鑒于此，本文將在概述避雷器的基礎(chǔ)上，通過案例說明變電站避雷器泄漏電流異常的原因及防范措施，以供相關(guān)的工作人員參考借鑒，希望本文探討的內(nèi)容能為推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)嵺`發(fā)展做出有益的理論嘗試。

關(guān)鍵詞：變電站;避雷器;泄漏電流;異常;原因;防范措施

金屬氧化物避雷器是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的主要保護(hù)設(shè)備之一。主要用于保護(hù)各種電氣設(shè)備免受電壓損壞。金屬氧化物避雷器的非線性伏安特性將通過防雷保護(hù)的電流降低到正常工作電壓，并且由于其長(zhǎng)期工作電壓，在過電壓運(yùn)行期間電阻迅速降低，避雷器易發(fā)生故障，嚴(yán)重影響被保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。

1避雷器

避雷器指的是用于保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊時(shí)高瞬態(tài)過電壓危害，并限制續(xù)流時(shí)間，也常限制續(xù)流幅值的一種電器。避雷器有時(shí)也稱為過電壓保護(hù)器，過電壓限制器。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護(hù)間隙主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進(jìn)線段保護(hù)。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)，在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓的后備保護(hù)。避雷器的主要特點(diǎn)包括：（1）其非線性伏安特性較好，保護(hù)功能較為優(yōu)越;（2）造價(jià)低廉、體積較小，比較適合大規(guī)模生產(chǎn);（3）具有較好的耐污穢特征;（4）沒有續(xù)流，能夠經(jīng)受多重雷擊，保護(hù)功能強(qiáng)大。

2案例分析

2.1案例情況

2018年11月26日，某110kV變電站#2主變35kV側(cè)A相避雷器在線監(jiān)測(cè)儀泄漏電流超正常值1.2倍，但小于1.4倍，屬于重要缺陷，后加強(qiáng)跟蹤，未發(fā)現(xiàn)有惡化趨勢(shì)。2018年12月3日，檢修人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查處理，發(fā)現(xiàn)該避雷器在線監(jiān)測(cè)儀的泄漏電流顯示值和鉗形電流表測(cè)試值均超過正常值1.4倍。該缺陷被定性為緊急缺陷，公司運(yùn)檢部聯(lián)系調(diào)度安排停電處理。公司申請(qǐng)#2主變35kV側(cè)改開關(guān)主變檢修，于當(dāng)天18：30完成三相避雷器的更換，#2主變于20：35復(fù)役。#2主變35kV側(cè)避雷器，型號(hào)為Y5W-42/126。更換后避雷器型號(hào)為HY10WZ-51/120，2016年6月出廠。

2.2原因分析

原#2主變35kV側(cè)避雷器在歷次常規(guī)檢修和帶電檢測(cè)過程中，運(yùn)行情況正常?，F(xiàn)場(chǎng)外觀檢查，解體前檢查避雷器外觀，避雷器外套硅橡膠部分無明顯老化，外部良好，未發(fā)現(xiàn)明顯破損或其他缺陷。檢修人員對(duì)拆下來的避雷器進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，A相避雷器直流1mA（U1mA）電壓對(duì)比B、C兩相電壓明顯偏低，而且A相避雷器0.75U1mA下的泄漏電流也明顯超標(biāo)（一般情況下不應(yīng)大于50μA）?？梢耘袛?，#2主變35kVA避雷器內(nèi)部故障。檢修人員通過解體檢查發(fā)現(xiàn)，該避雷器內(nèi)腔有水跡，內(nèi)腔底部有放電現(xiàn)象。避雷器金屬氧化物芯體表面有鹽漬存在，并且一根固定絕緣桿斷裂。對(duì)解體后的單片金屬氧化物芯體進(jìn)行絕緣測(cè)量，絕緣均良好，單體絕緣均在10000MΩ以上。三根芯體支撐桿絕緣不良，只有22.5、22.7、32MΩ。同時(shí)在拆解該避雷器底座時(shí)，發(fā)現(xiàn)避雷器底部銹蝕嚴(yán)重，防爆膜已經(jīng)開裂。

2.3影響因素

2.3.1溫度因素的影響

避雷器內(nèi)部空間狹小，不能及時(shí)散熱，當(dāng)電阻片的溫度升高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致避雷器的阻性電流增大。試驗(yàn)溫度在19-23℃，可以排除溫度的影響。

2.3.2污穢的影響

避雷器表面的污穢，會(huì)影響電阻片柱的電壓分布，從而導(dǎo)致泄漏電流增加。測(cè)試前已將避雷器表面擦拭干凈，可以排除污穢造成的影響。

2.3.3周圍設(shè)備或建筑物帶來影響

由于現(xiàn)場(chǎng)氧化鋅避雷器試驗(yàn)電壓較高，與周圍設(shè)備或建筑物距離不夠，易產(chǎn)生電暈放電，給測(cè)量帶來誤差。

2.4最終原因分析

考慮到該避雷器投運(yùn)已近20年，初步判斷此缺陷原因?yàn)樵摫芾灼魇苡暄┑瘸睗裉鞖庥绊?，潮濕空氣集聚在避雷器底座空間內(nèi)，而避雷器底座為純瓷絕緣子，潮氣無法擴(kuò)散，造成避雷器底部受潮，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行情況下，導(dǎo)致避雷器底部防爆膜腐蝕老化，最終開裂，潮氣進(jìn)入避雷器內(nèi)腔。當(dāng)避雷器通過泄流電流時(shí)，金屬氧化物芯體會(huì)發(fā)熱，使得避雷器內(nèi)腔溫度升高，濕度增大;當(dāng)外部環(huán)境溫度發(fā)生劇烈變化時(shí)，避雷器內(nèi)腔的潮氣會(huì)凝結(jié)成水露吸附在金屬氧化物芯體、絕緣支撐桿和瓷套內(nèi)壁表面，形成泄流通道，使得金屬氧化物芯體表面絕緣下降，泄漏電流增大，外在表現(xiàn)為避雷器在線檢測(cè)儀泄流電流讀數(shù)變大，與實(shí)際相符。當(dāng)避雷器內(nèi)腔濕度進(jìn)一步增大時(shí)，金屬氧化物芯體與純瓷內(nèi)腔之間會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，事實(shí)表明，A相避雷器內(nèi)腔底部存在放電痕跡。同時(shí)，避雷器內(nèi)腔的潮濕空氣和冷凝水使得支撐桿受潮，絕緣下降，在某一次的避雷器動(dòng)作時(shí)，支撐桿斷裂。

2.5防范措施

純瓷絕緣金屬氧化物避雷器頂部及底部絕依靠不銹鋼防爆膜來防水，其不銹鋼防爆膜由6顆螺絲固定，防水性能差，在運(yùn)行檢修時(shí)，檢修人員應(yīng)采用防水膠密封，防止雨水潮氣進(jìn)入避雷器內(nèi)腔。采用復(fù)合絕緣金屬氧化物避雷器代替純瓷絕緣金屬氧化物避雷器。對(duì)當(dāng)前的純瓷絕緣金屬氧化物避雷器進(jìn)行統(tǒng)一的排查，結(jié)合停電逐步進(jìn)行更換。此次氧化鋅避雷器泄漏電流超標(biāo)是一起典型的避雷器內(nèi)部閥片受潮導(dǎo)致絕緣性能降低的案例，通過停電試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了設(shè)備缺陷，避免了缺陷的進(jìn)一步發(fā)展。

3結(jié)束語

避雷器的主要功能是能夠有效防止電力系統(tǒng)過壓現(xiàn)象，保證整個(gè)設(shè)備體系正常運(yùn)行。實(shí)踐分析，避雷器的基本性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著直接的影響。當(dāng)泄漏電流處于異常狀態(tài)時(shí)，極容易出現(xiàn)擊穿損壞故障，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。在判斷故障的時(shí)候，需要逐步排除影響查找原因，最終確定根本原因，并對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的處理，以保證避雷器功能的正常發(fā)揮。

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